АННОТАЦИЯ

Торговля драгоценными камнями и ювелирными изделиями стала придавать все большее значение географическому происхождению александрита, поскольку оно может оказать существенное влияние на стоимость. Александриты из России и Бразилии обычно ценятся выше камней из других стран. В 2016 году GIA начала исследовать этот вопрос с целью предложить определение происхождения в качестве лабораторной услуги. К сожалению, сбор надежных образцов с известным происхождением может быть очень трудным. Александрит часто извлекается как побочный продукт при добыче других драгоценных камней (например, изумруда и корунда), и его производство, как правило, нестандартизовано и непредсказуемо. Исследуемые здесь эталонные материалы были тщательно исследованы на предмет их химических профилей, характерных диапазонов изменения цвета при эквивалентном дневном освещении и освещении лампами накаливания, а также наличия включений. Полученные данные позволяют нам точно определить географическое происхождение александритов из России, Бразилии, Шри-Ланки, Танзании и Индии. В будущем работа поможет дифференцировать александриты из других населенных пунктов.

ВВЕДЕНИЕ

В начале 1830-х годов на Урале был открыт минерал с необычным изменением цвета. Шведский минералог Нильс Адольф Эрик Норденшёльд в 1834 году назвал его александрит в честь будущего императора Александра II. Вокруг этого вида хризоберилла сразу же появилась аристократическая и романтическая аура. Самые желанные александриты демонстрируют сочный зеленый или зеленовато-синий цвет при дневном свете и теплый, ярко-красный оттенок – при свечах (некоторые прекрасные примеры александрита из Бразилии и Индии показаны на рисунках 1–3 и 6). Это феноменальное изменение цвета вызвано присутствием следа Cr3+, замещающего Al3+ в кристаллической структуре хризоберилла. Александрит обычно описывают как «изумруд днем, рубин ночью». Это двойственный камень – зеленый или красный, прохладный или теплый, дневной или ночной. Из-за своего редкого и привлекательного явления изменения цвета александрит очень популярен и является одним из самых ценных драгоценных камней.

Александрит, особенно высококачественный, встречается редко. Как правило, это побочный продукт добычи других цветных камней. Трудно оценить общую статистику производства. Он добывается в России, Танзании и Зимбабве как побочный продукт добычи изумруда, в Бразилии и Индии – вместе с кошачьим глазом и обычным хризобериллом, а также с другими пегматитовыми минералами. В Шри-Ланке он является побочным продуктом добычи корунда, кошачьего глаза и хризоберилла, а также других минералов. Поставки александрита на рынке США были низкими с 1990-х годов, так как предположительно началось истощение запасов из-за первоначального ажиотажа в Бразилии. Однако в США спрос на него остается высоким, особенно на крупные камни с высокой прозрачностью и интенсивным изменением цвета. Ситуация несколько изменилась в последнее время с появлением новой продукции из Шри-Ланки, Бразилии и Танзании.

С развитием этих современных источников и последующими быстрыми изменениями в цепочке поставок камня растет спрос на определение географического происхождения высококачественного александрита. Происхождение становится все более важным, поскольку оно часто используется в качестве фактора для определения стоимости камня. Камни из России или Бразилии оценивают выше, чем александрит из Танзании и Зимбабве с такими же характеристиками. Наличие этих факторов повлияло на создание GIA в 2016 году исследовательского проекта, посвященного определению географического происхождения александрита. С тех пор многие образцы прошли через лаборатории, и их характерные химические свойства, цвет и включения были тщательно задокументированы. Контрольные камни с достоверным происхождением были получены из нескольких источников. Данные, собранные из различных источников, но касающиеся камней одной страны, как правило, были признаны самосогласованными, что подтверждает достоверность разработанных критериев определения происхождения. GIA объявила о новой услуге в начале 2019 года и продолжила развивать свою базу данных александрита, чтобы обеспечить наиболее точную идентификацию и отчетность о происхождении для торговли ювелирными изделиями.

ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ МЕСТНОСТИ АЛЕКСАНДРИТА: КРАТКОЕ РЕЗЮМЕ

Россия. Первоначальное местонахождение александрита остается одним из наиболее ценных источников. Александриты из России, как правило, являются побочным продуктом добычи изумруда из метаморфических слюдяных жил в ультрамафических вмещающих породах. Слюдистые породы называются «мерцающими» из-за сияющего блеска слюд.

Российское производство началось в 1830-х годах, но сократилось в двадцатом веке. Тогда акцент на добычу стал смещаться в сторону бериллия, но это прекратилось с распадом Советского Союза в 1991 году. В последнее время предпринимались шаги по увеличению производства российского александрита. Есть несколько важных месторождений: Мариинское (Малышевское), Черемшанское, Сретенское (Свердловское), где были обнаружены первые русские изумруды, Красноболотное, где в 1839 году были найдены самые крупные и красивые русские александриты, и Красноармейское. Исторически на Мариинском месторождении добывалось больше всего полезных ископаемых.

Шри-Ланка. Эта страна является одним из самых важных мест добычи драгоценных камней в мире. Основными районами залегания драгоценных камней являются Ратнапура в провинции Сабарагамува, Элаера в Центральной провинции, Оккампитья в провинции Ува и Катарагама в Южной провинции. Хризоберилл чаще встречается в Мораваке и Денииайе в Южной провинции. Все эти драгоценные камни находят в аллювиальных отложениях, подстилаемых докембрийскими метаморфическими породами, и их первоначальный источник остается неизвестным. Имеется мало достоверной информации о количестве и стоимости драгоценного материала, добытого в Шри-Ланке до 1923 года, когда сообщалось об обнаружении высококачественных александритов в месторождениях Пельмадуллы в Ратнапуре. Шри-ланкийский александрит постоянно продавался на рынке до конца 1980-х годов, а потом производство сократилось.

Большинство шри-ланкийских александритов имеют более слабое изменение цвета, чем российские и бразильские камни, хотя материал высокого качества может демонстрировать изменение цвета от насыщенного зеленого до красного. Однако александриты Шри-Ланки часто достигают больших размеров и обладают при этом высокой прозрачностью, и GIA исследовала камни до 600 карат.

Бразилия. В 1980-х годах, когда российские месторождения сократили добычу, а месторождения из Шри-Ланки истощились, район пегматитов в Минас-Жерайс (Бразилия) на время стал крупнейшим в мире производителем александрита.

С 1846 по 1980-е годы в долинах Американа и Сантана около города Падри-Параизу и в пегматитовых отложениях в округах Теофилу-Отони и Марамбайя добывалось примерно 95% хризоберилла, найденного в Минас-Жерайс. Но высококачественные александриты из долин Американа, Сантана, Гил и Барро-Прету были редки. Основным источником этого камня в Бразилии был регион Малакашета на северо-востоке штата Минас-Жерайс. Александрит добывался там с 1975 по 1988 год, а пик добычи был в начале 1980-х годов. В 1987 году было открыто Лавра де Гематита – величайшее месторождение бразильского александрита. На сегодняшний день здесь добыты десятки килограммов александрита, который, как правило, крупнее и чище, чем в Малакашете. Некоторые ограненные драгоценные камни весом до 30 карат демонстрируют необычайное изменение цвета. В нескольких местах соседних штатов Баия и Эспириту-Санту также производят александрит, хотя и с более низким качеством с точки зрения цвета, прозрачности, размера или их комбинации.

Большинство лучших образцов циклического двойникового александрита сегодня поступает из Бразилии (см. рисунок 5). Бразильские александриты имеют отчетливое изменение цвета, которое часто сопоставимо с таковым у лучших русских камней (см. рисунок 6), но с более высокой четкостью, большими размерами и гораздо большей доступностью. Бразилия также производит лучшие в мире александриты с эффектом кошачьего глаза (такие, как на рисунке 3), которые демонстрируют явное изменение цвета и острый «глаз».

Индия. В религиях Юго-Восточной Азии и индийского субконтинента, таких как индуизм, джайнизм и буддизм, хризоберилл с эффектом кошачьего глаза занимает место среди камней для украшения Навратна (ожерелье из девяти священных драгоценных камней). Хризоберилл добывался в пяти штатах Индии – Керале, Мадхья-Прадеше, Одише, Андхра-Прадеше и Тамилнаде – с 1980-х по конец 1990-х годов. Александрит встречался там либо в пегматитах, внедряющихся в гранитные породы, либо в биотитовых сланцах, образованных вдоль зоны контакта пегматитов и перидотитов.

Индийские александриты обычно имеют более слабое изменение цвета, чем русские и бразильские материалы. Тем не менее, камни с хорошим изменением цвета и четкостью сопоставимы с лучшими российскими и бразильскими образцами. Камень овальной формы, весом 4,13 карата (рисунок 2), представляющий индийский александрит высшего качества, демонстрировал насыщенный сине-зеленый цвет при дневном свете и насыщенный красный – при свете ламп накаливания. Малые александриты с эффектом кошачьего глаза со слабым изменением цвета довольно распространены на современном рынке, но редко встречаются камни с отчетливым изменением цвета и острыми «глазами».

Танзания. Александрит поступал в основном из двух горнодобывающих районов Танзании: озера Маньяра на севере и Тундуру на юге. Озеро Маньяра является основным месторождением, где камень был обнаружен в флогопитсодержащих сланцах. Александрит из Тундуру был добыт из вторичного аллювиального месторождения. Камень из озера Маньяра (рис. 7) появился на рынке в 1960-х годах, а значительное производство началось в начале 1980-х. На выставке в Таксоне в 1996 году сообщалось о большом разнообразии драгоценных материалов из Тундуру, включая александрит. С тех пор этот район известен крупным производством александрита, а материал из Тундуру, по словам Майкла Кауча из Michael Couch & Associates, был доступен на рынке США в 2015 году. В начале 2000-х годов в Майоке, недалеко от национального парка Маньяра, были открыты изумруды и александриты. Однако из-за проблем с экологией добыча полезных ископаемых прекратилась в конце 2000-х, и материала было произведено мало.

Брошь в виде хамелеона с красивыми необработанными кристаллами александрита из озера Маньяра, установленными на его спине, и мелкими ограненными александритами на его ногах и хвосте меняет цвет от сине-зеленого до фиолетового при дневном свете и свете ламп накаливания, как видно на рисунке 7.

Малозначимые места добычи александрита

Зимбабве. Александрит был извлечен из месторождения Новелло в районе Масвинго. Минерал залегал в флогопитсодержащей вмещающей породе с окружающим серпентинитом. Пик производства пришелся на 1960-е и 1970-е годы, и в результате были получены более крупные камни, в основном без огранки. Материал считается очень темным и подходит только для огранки небольших камней с интенсивным изменением цвета. Предполагается, что месторождение до сих пор производит александрит.

Мадагаскар. Александрит, залегающий в флогопитсодержащих вмещающих породах, происходит из первичных изумрудных месторождений в районе Манандзари. Другое месторождение в регионе Илакака – вторичное. В нем были обнаружены различные разновидности хризоберилла, включая александрит. Иногда в районе озера Алаутра находят крупные кристаллы александрита высокого качества.

Мьянма. Пегматиты в западной части долины Могока в Саканги и Барнардмайо и аллювиальные отложения в Каменном тракте Могока, Кятпейна и Барнардмайо содержат высококачественный александрит. Бирманские александриты обычно флуоресцируют интенсивным красным цветом под действием длинноволнового и коротковолнового ультрафиолетового излучения из-за недостатка железа.

Австралия. Дауэрин – первое зарегистрированное месторождение александрита в Западной Австралии, известное с 1930 года. Месторождение дало много мелких кристаллов.

Соединенные Штаты. В последние годы сообщалось о небольших кристаллах хризоберилла со слабым изменением цвета на шахте в Ла-Мадера-Маунтин в графстве Рио-Арриба, штат Нью-Мексико.

Замбия. На рынке появился замбийский александрит с характеристиками, подобными камням из Зимбабве. В настоящее время об этом нет достоверной информации.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Справочные образцы

Исследовательский проект GIA по происхождению александрита стартовал в начале 2016 года с комплектов александритов из России и Бразилии. Почти все русские материалы были получены от Уоррена Бойда, который приобрел их, когда работал консультантом по горным работам на Малышевском месторождении изумрудов и александритов с 1992 по 2007 год. Существует четыре различных источника бразильских александритов. Семнадцать образцов были получены от Эвана Каплана, который приобрел их у торговца, напрямую связанного с владельцем шахты в Бразилии. Пятнадцать бразильских драгоценных камней были получены от Нилама Алавдина, который позже предоставил для проекта три шри-ланкийских и два индийских камня. Компания Spectrum Fine Jewelry & Exotic Gems поставила 140 бразильских александритов. Четыре дополнительных образца поступили из музея GIA. Весьма вероятно, что весь бразильский материал – из месторождения Гематита в Минас-Жерайс.

Несколько месяцев спустя восемь шри-ланкийских, двадцать один танзанийский и два индийских александрита были предоставлены лаборатории шри-ланкийской ювелирной компанией LC Gem Collection Inc. Торговец драгоценными камнями Чандика Тамбугала отправил в лабораторию девять шри-ланкийских камней. Музей GIA также смог предоставить тринадцать шри-ланкийских, четыре индийских и пять танзанийских драгоценных камней. В некоторых случаях все, что было известно об образце, – это страна происхождения. Танзанийские камни, вероятно, поступили из района озера Маньяра. Еще 18 индийских камней получены от Лэнса Дэвидсона. Полевой геммолог Винсент Пардье предоставил нам несколько камней из своей личной коллекции: три мадагаскарских александрита, купленных на Мадагаскаре; девять замбийских камней, приобретенных в Махесаке (Таиланд) у надежного источника; один бирманский образец из лавки в Могоке. Пять зимбабвийских камней были получены из двух разных источников: два позаимствованы из личной коллекции Юсуке Кацурады, старшего геммолога и ученого из токийской лаборатории GIA, а остальные три предоставил музей GIA. Подробный эталонный образец происхождения указан в приложении 1 к таблице 1.

Процедуры идентификации александрита в лабораториях GIA

Когда александрит поступает в лабораторию GIA, мы задаем очень важный вопрос: это природный драгоценный камень? Каждый александрит проходит инфракрасную спектроскопию с Фурье-преобразованием (FTIR), чтобы отличить натуральный материал от синтетического и идентифицировать имитации. Затем природные камни отправляют на исследование методом лазерной абляции и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (LA-ICP-MS). Этот метод используется для получения химического состава микроэлементов, чтобы определить географическое происхождение, если клиент запрашивает такую услугу.

После расширенного анализа камень передается младшему геммологу для стандартных геммологических испытаний и идентификации. Его исследуют под стандартным настольным микроскопом GIA на наличие включений, которые могут указывать на природное или синтетическое происхождение. Если есть кристаллические включения, делаются микрофотографии и спектроскопия комбинационного рассеяния. Цвета, демонстрируемые александритом, рассматриваются как возможное свидетельство происхождения. Теплые и прохладные цвета камня записываются в базе данных GIA с тщательной фотографической документацией в стандартных условиях. Затем александрит отправляется старшему геммологу для дальнейшей проверки всех физических и химических свойств, чтобы подтвердить идентичность камня и завершить идентификацию и определение происхождения.

Фотография

GIA Digital Imaging для цветных камней

GIA имеет набор стандартизированных процедур для фотографирования изменяющих цвет камней, чтобы обеспечить постоянство воспроизведения внешнего вида. Изображение александрита получают с помощью разнообразных высококачественных камер и объективов в специальном световом коробе, изготовленном приборостроительным отделом GIA. Светодиодная лампа с цветовой температурой около 6500 К используется в качестве источника света, эквивалентного дневному, а светодиодная лампа с цветовой температурой около 2700 К – как источник света, эквивалентного лампе накаливания. Отпечатанные изображения просматриваются в условиях контролируемого освещения и сравниваются с фактическим камнем. Небольшие корректировки цвета выполняются с помощью программного обеспечения Adobe Photoshop на мониторе, который калибруется по цвету с помощью программы калибровки GretagMacbeth.

Микрофотография включений

Микрофотографии делаются с использованием различных микроскопов Nikon, включая Eclipse LV100, SMZ1500 и SMZ10. Фотографии сцен включения снимаются с помощью цифровых камер Nikon DS-Ri2. Различные условия освещения, включая темное поле, светлое поле и оптоволоконное освещение, используются для выделения внутренних особенностей. Совмещение фокусировки иногда используется для максимизации глубины резкости изображения.

Спектроскопия комбинационного рассеяния

Спектры комбинационного рассеяния собирают с помощью микроскопа Renishaw inVia. Спектры комбинационного рассеяния включений получают с помощью аргонового лазера с ионным излучением Stellar-REN, создающего высокополяризованный свет при длине волны 514 нм при номинальном разрешении 3 см–1 в диапазоне 2000–200 см–1. Спектр каждого включения снимается три раза при 20- и 50-кратном увеличении. Во многих случаях конфокальные возможности системы спектроскопии комбинационного рассеяния позволяют анализировать включения под поверхностью.

ИК-Фурье

Инфракрасные спектры с Фурье-преобразованием собирают, используя спектрометр Thermo Fisher Nicolet 6700, оборудованный расщепителем луча XT-KBr и детектором ртути-кадмия-теллурида (MCT), работающим 4-кратным пучком. Луч передается через камень. Спектры собирают при номинальном разрешении 4 см–1 с интервалом данных  1,928 см–1. Каждый камень сканируется 128 раз для достижения высокого соотношения сигнал/шум.

LA-ICP-MS

Химический состав микроэлементов получают с использованием масс-спектрометра с индуктивно связанной плазмой Thermo Fisher iCAP Qc в сочетании с системой лазерной абляции Elemental Scientific Lasers NWR213. Масс-спектрометр включает в себя лазерный стержень Nd:YAG, который излучает свет с длиной волны 1064 нм в инфракрасном диапазоне, и систему для генерации ультрафиолетовой волны длиной 213 нм (1/5 от 1064 нм), которая используется для абляции образцов. Абляция достигается с использованием размера круглого пятна диаметром 55 мкм, плотности потока энергии приблизительно 10 Дж/см2 и частотой 20 Гц. Стандартный справочный материал (SRM) 610 Национального института стандартов и технологий (NIST) используется в качестве внешнего стандарта.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Изучение химических микроэлементов александрита из разных стран

Химия микроэлементов является наиболее важным фактором в определении географического происхождения александрита. Внимательно изучив наши эталонные наборы данных, мы пришли к выводу, что магний, железо, галлий, германий и олово являются пятью лучшими детекторами для выявления различных географических местоположений (рисунок 8). Бор, ванадий и хром также были хорошими детекторами для разделения александритов между некоторыми странами (см. рисунки 9 и 10), но их следует рассматривать как дополнение к первым пяти. Обобщенные профили микроэлементов перечислены в таблице 1. Результаты, описанные здесь и показанные на рисунках 8–10, в целом согласуются с ранее полученными результатами.

Используя любые два из пяти детекторов (магний, железо, галлий, германий и олово) для сравнения друг с другом, можно получить 10 графиков (рисунок 8). Александриты из разных стран имеют свой характерный химический состав.

Магний. Индийские и танзанийские александриты имеют высокую концентрацию магния, в то время как в бразильских, замбийских и зимбабвийских камнях его концентрация низкая. Русские и шри-ланкийские камни имеют широкий диапазон концентраций магния.

Железо. Замбийские и зимбабвийские камни имеют относительно высокую концентрацию железа, в то время как образцы из Танзании, Бразилии и Шри-Ланки – среднюю концентрацию. В российских и индийских камнях концентрация железа самая низкая.

Галлий. Шри-ланкийские камни имеют самую высокую концентрацию галлия. В камнях из Индии, России, Замбии и Зимбабве концентрация галлия находится в среднем диапазоне, а у танзанийских и бразильских александритов – самая низкая.

Германий. Русские александриты имеют самую высокую концентрацию германия, в то время как шри-ланкийские, индийские, бразильские и танзанийские камни – самую низкую. Камни Замбии и Зимбабве имеют среднюю концентрацию германия.

Олово. Русские, бразильские, замбийские и зимбабвийские александриты имеют более высокую концентрацию олова, тогда как индийские образцы – более низкое его количество. Шри-ланкийские и танзанийские камни имеют схожие концентрации олова в среднем диапазоне.

В дополнение к этим пяти индикаторам бор, ванадий и хром очень полезны для некоторых конкретных случаев. Эти три элемента могут подтвердить выводы о географическом происхождении (рисунки 9 и 10). Бор можно использовать для отличия шри-ланкийского александрита от индийского, замбийского, зимбабвийского и некоторых бразильских камней с низким содержанием бора (рис. 9). Согласно нашей справочной базе данных, у всех собранных к настоящему времени шри-ланкийских александритов концентрация бора выше 20 мг/кг, в то время как почти у всех александритов Индии, Замбии и Зимбабве концентрация бора составляет от 2,5 до 20 мг/кг, а в некоторых бразильских александритах концентрация бора ниже 2,5 мг/кг (рисунок 9). Помимо бора, ванадий и хром также очень важны для отделения александритов Индии, Замбии и Зимбабве от материала из других местностей (рис. 10). Некоторые шри-ланкийские и все индийские александриты имеют самое высокое отношение ванадий/хром среди всех контрольных камней (обозначено черным овалом в левом верхнем углу графика на рисунке 10). Замбийские и зимбабвийские александриты имеют самое низкое отношение ванадий/хром среди всех контрольных камней (показано черным овалом в правом нижнем углу графика на рисунке 10).

Выборочное построение для определения географического происхождения александритов

Мы обнаружили, что использование метода «выборочного построения» может значительно повысить точность определения происхождения александрита (рисунок 11). Метод по существу включает в себя построение данных для неизвестного клиентского камня только на основе справочных данных с аналогичными полными профилями микроэлементов. В этом методе дискретные «окна» выборочно создаются вокруг данных элемента трассировки клиентского камня, и только эталонные данные в этих окнах строятся, а все остальное отфильтровывается. Это приводит к тому, что графики намного легче читать и точно интерпретировать. Несколько примеров показаны на рисунке 11. Графики после разбора обычно указывают на простые и определенные результаты.

Характерное изменение цвета александрита из разных стран

Любой, кто знаком с александритом, хорошо знает, что материал из разных стран имеет различные характерные особенности изменения цвета. Многие дилеры хорошо понимают, откуда берется образец, путем визуального наблюдения при дневном освещении и освещении лампами накаливания. Изучив сотни александритов, мы можем привести некоторые примеры типичных пар александритов с изменением цвета из разных стран (рисунок 12). Взяты изображения камней, представленных в GIA в пяти различных лабораториях глобальной идентификации. Каждое происхождение было подтверждено путем анализа их профилей микроэлементов, измеренных с помощью LA-ICP-MS. Хотя в парах теплого/холодного цвета, наблюдаемых для александрита из одного населенного пункта, обычно имеется диапазон, каждый из них, как правило, имеет свой собственный конкретный диапазон, и различные видимые цвета обычно помогают сузить происхождение. Типы цветов для каждой страны на рисунке 12 были определены на основе колориметрического анализа изображений и визуальных наблюдений геммологов.

Шри-ланкийские александриты обычно имеют желтовато-зеленый компонент при освещении, эквивалентном дневному свету, и коричневатый или оранжевый компонент под лампами накаливания. У бразильских александритов, как правило, голубовато-зеленый компонент при дневном освещении, а при свете ламп накаливания – красновато-пурпурно-фиолетовый. Характеристики изменения цвета александритов из других стран не так хорошо известны из-за ограничений нашей текущей базы данных изображений.

Определение географического происхождения никогда не должно основываться только на цвете. Химия микроэлементов является основным фактором в установлении происхождения. Однако цвет может поддерживать определение происхождения, полученное из химии микроэлементов. Авторы сгруппировали все типы пар с изменением цвета александрита в следующие общие категории (соответствующие типам на рисунке 12):

Шри-Ланка – холодный

Несмотря на то, что александриты Шри-Ланки обычно имеют коричневатый или сероватый обертон, некоторым не хватает этих обертонов, и они попадают в категорию холодных. В светло-тонированных камнях оттенок меняется с зеленого или голубовато-зеленого при дневном свете на пурпурно-красный или серовато-фиолетовый – при свете ламп накаливания. Насыщенность цвета – от низкой до средней у камней высокого качества, и средняя – для камней темных тонов.

Шри-Ланка – теплый

Образцы в теплой категории показывают типичные коричневатые или сероватые оттенки, которые характеризуют многие шри-ланкийские александриты. Дневные оттенки, как правило, желтоватые по сравнению с другими александритами, варьируются от желтовато-зеленого до коричневато-желтого, но иногда встречаются и чисто зеленые. В свете ламп накаливания они обычно кажутся коричневатыми, желтовато-коричневыми, оранжево-коричневыми, коричневато-розовыми, коричневато-фиолетовыми, коричневато-желтыми и коричневато-красными. Насыщенность цвета, как правило, от низкой до средней, и средняя – для камней темных тонов.

Бразилия

Лучшие бразильские камни, как обычно полагают, демонстрируют самое прекрасное изменение цвета среди любых александритов. Большинство, как правило, добавляют голубоватый компонент к своему основному цвету при дневном свете. Их оттенки – от зеленовато-голубого до сине-зеленого или чистого зеленого при дневном свете и от красно-фиолетового до фиолетового – при свете ламп накаливания. Эти цвета часто яркие, от средней до высокой насыщенности и средней насыщенности – для образцов темных тонов.

Россия

Русский александрит может демонстрировать одни из лучших цветов среди самого высококачественного материала. Оттенки, как правило, от чистого зеленого до голубовато-зеленого и зелено-голубого при дневном свете и от пурпурно-красного до фиолетового – при свете ламп накаливания. Камни имеют среднюю или высокую насыщенность, и среднюю – для темных тонов.

Танзания

Танзанийский александрит способен показывать великолепные изменения цвета. Оттенок имеет тенденцию варьироваться от голубовато-зеленого до зеленовато-голубого при дневном свете и от красно-фиолетового до фиолетового – при свете ламп накаливания. Танзанийские камни обычно имеют среднюю или высокую насыщенность и среднюю – для темных тонов.

Индия

Оттенок для индийского александрита имеет тенденцию варьироваться от зеленого до голубовато-зеленого при дневном свете, изменяясь на пурпурно-фиолетовый, пурпурный, коричневато-фиолетовый или красно-фиолетовый – при свете ламп накаливания. Индийские камни обычно имеют низкую или среднюю насыщенность и среднюю – для темного тона.

Включения в александрите из разных стран

Геологическая среда не только задает наличие определенных микроэлементов и их концентрацию, но также влияет на включения, которые содержит александрит. GIA запечатлела на микрофотографиях включения в александрите и использует эти фото для поддержки определения происхождения, сделанного при химическом и цветовом анализе.

Бразилия. Сульфиды металлов часто находят в бразильских александритах (рис. 13А и В), и, по мнению авторов, они почти диагностируют это происхождение, хотя алабандит, тоже сульфид металла, схожий с включениями на рисунках 13А и В, был обнаружен в шри-ланкийском хризоберилле. Мелкие частицы иногда группируются вместе, образуя отпечатки пальцев (рис. 13C) и тонкие облака (рис. 13D). Кристаллы флюорита (рис. 13E), слюдяные кристаллы и чешуйки (возможно, флогопит или биотит, рис. 13F) также иногда встречаются. Другие исследователи также сообщали о флюорите, флогопите и биотите, а также о включениях кальцита, апатита, альбита и двухфазных и многофазных флюидов в александритах Бразилии.

Шри-Ланка. Шри-ланкийские камни, представленные в GIA, обычно чистые, но группа по идентификации зарегистрировала много включений. Сильное зонирование коричневого цвета наблюдалось только в шри-ланкийских камнях и может быть диагностическим признаком происхождения (рис. 14А), хотя для подтверждения этого необходимы дополнительные наблюдения. При оптоволоконном освещении эти зоны коричневого цвета населены отражающими молочными облаками (рис. 14В). Очень редко наблюдались удлиненные призматические кристаллы силлиманита (рис. 14C) и идиоморфные кристаллы полевого шпата (рис. 14D). Отпечатки пальцев (рис. 14E и F), образованные двухфазными и многофазными жидкостными включениями, являются обычными. Мелкие частицы могут группироваться вместе, образуя чешуйчатые облака (рис. 14G). Иногда также могут наблюдаться трубки с коричневатыми пятнами оксида (рис. 14H). Кроме того, зеленая слюда, кристаллы кварца и тонкие палочковидные кристаллы колумбита, спессартина, ильменита и алабандита ранее наблюдались в шри-ланкийских александритах и хризобериллах.

Россия. В наших ограниченных наблюдениях за включениями в русском александрите была обнаружена флогопитовая слюда, образующая сплюснутые, округлые кристаллы неравномерной формы (рис. 15А) и скопления хлопкообразных включений (рис. 15В). Очень редко наблюдались корродированные и округлые кристаллы флюорита (рис. 15C) и призматические кристаллы турмалина в форме стержней (рис. 15D). Оба включения впервые были зарегистрированы в русских александритах. Кристаллы турмалина, химически идентифицированные как дравит с помощью LA-ICP-MS, могут быть диагностическими причинами происхождения, хотя для подтверждения этого необходимы дополнительные наблюдения. Иногда нетрудно увидеть участки псевдогексагонального роста, показанные разными цветами при ярком освещении между скрещенными поляризаторами (рис. 15E). Графитовая пленка, напоминающая вид из космического корабля (рис. 15F), иногда встречается в русском материале. Округлые хлопкоподобные облака, состоящие из крошечных частиц (рис. 15G), имеют уникальную текстуру и могут быть диагностическими. Плоскостные жидкостные включения (рис. 15H) также были обнаружены. Продолжается работа по сбору дополнительной информации о надежных источниках русского александрита. Включения слюды (например, флогопита и биотита) и амфибола чаще всего наблюдаются у русских александритов.

Танзания. В александритах из Танзании наблюдались включения кристаллов актинолита, слюды, монацита, ксенотима и округлого метамиктного циркона. В настоящее время в производственной базе данных GIA есть несколько изображений кристаллов и отпечатков пальцев, включающих их. Группы призматических кристаллов апатита (рис. 16А, В и С) и гнезда тонкого шелка (рис. 16D) были обнаружены в одном танзанийском александрите.

 Индия. Подобные отпечаткам пальцев включения в индийском александрите обычно состоят из крошечных игл и овальных и круглых отражающих частиц (рис. 17А, В и С). Эта функция может быть диагностической для происхождения, хотя для подтверждения необходимы дополнительные наблюдения. Изредка наблюдались кристаллы циркона (рис. 17D) с трещинами растяжения. На рисунке 17E показаны два соседних кристалла с неизвестной идентичностью; более крупный показывает металлический блеск. Группы удлиненных отрицательных кристаллов (рис. 17F) также иногда наблюдаются в индийском александрите. Кроме того, часто наблюдаются чешуйки слюды (биотит, мусковит и т.д.). Кристаллы кварца и апатита иногда рассеиваются случайным образом или в изоляции. Также можно наблюдать иголки рутила и бесцветного силлиманита.

Другие населенные пункты. В GIA отсутствует информация о включениях александрита из Мадагаскара, Зимбабве, Замбии и Мьянмы. Команда полевой геммологии активно работает над расширением справочной коллекции GIA по этим камням.

ВЫВОДЫ

Определение географического происхождения александрита – сложный процесс, требующий тщательного изучения широкого спектра физических и химических свойств. Чтобы сделать окончательное определение, мы оцениваем комбинацию трех наиболее важных характеристик: химический состав микроэлементов, поведение при изменении цвета при дневном освещении и освещении лампами накаливания, а также включения. Из этих трех характеристик первостепенное значение имеет химический состав микроэлементов, полученный методом LA-ICP-MS. Цвет и включения используются в качестве вторичных факторов для поддержки определения происхождения, полученного из химии микроэлементов.

Микроэлементы магний, железо, галлий, германий и олово являются пятью лучшими индикаторами, помогающими отличать александриты основных стран-производителей: России, Шри-Ланки, Бразилии, Индии и Танзании. Бор, ванадий и хром являются хорошими индикаторами для разделения александритов между некоторыми странами, но они должны рассматриваться как дополнение к первым пяти микроэлементам с конкретными критериями, а не сами по себе.

Большинство шри-ланкийских александритов имеют желтовато-зеленый компонент при освещении, эквивалентном дневному свету, и коричневатый или оранжевый компонент при освещении лампами накаливания. Бразильские александриты имеют голубовато-зеленый компонент при дневном освещении и от пурпурного до пурпурно-красного – при лампах накаливания. Цветовые характеристики александритов из других источников в настоящее время менее известны, но это остается областью активных исследований.

Сульфиды с металлическим блеском могут быть диагностическими включениями для бразильских александритов. Призматические палочковидные кристаллы турмалина и округлые ватные облака, состоящие из крошечных частиц, могут быть диагностическими для русских александритов. Подобные отпечаткам пальцев включения, состоящие из крошечных игл и овальных и круглых отражающих частиц, могут быть уникальными для индийских александритов. Сильное коричневое цветное зонирование является хорошим показателем происхождения из Шри-Ланки. Характеристика сцен включения в александрите из разных мест является активной областью исследований в этом проекте, и будущая работа поможет выявить дополнительные микроскопические показатели происхождения камня.

«Происхождение александрита» – это постоянный проект для отдела исследований и идентификации GIA. Самое сложное в этом направлении – добавление образцов, полученных полевой геммологической группой GIA, в нашу справочную базу данных. Трудно найти надежные образцы александрита из вторичных месторождений, таких как Шри-Ланка, Тундуру в Танзании или Илакака на Мадагаскаре. Именно поэтому наши справочные данные были получены от доверенных членов торговли или музея GIA. По мере развития этой новой службы происхождения будущие усилия полевой геммологической группы будут сосредоточены на получении образцов из этих источников по мере поступления материала. Кроме того, другие исследователи используют схему внутреннего роста кристаллов и морфологию шероховатых кристаллов в качестве факторов для определения географического происхождения. Эти два способа могут улучшить наши нынешние методы и заслуживают изучения. В-третьих, различные месторождения внутри страны могут содержать кристаллы с очень разной морфологией, производящие материал с различными химическими составами микроэлементов, которые показывают разные цвета и включения. Необходима дальнейшая работа по сбору дополнительных данных о камнях из всех основных мест для определения различий не только для александрита из разных географических мест, но и для александрита из одного источника. Это применимо ко всем геммологическим лабораториям : мы должны сохранять бдительность и расширять наши геммологические знания, если хотим раскрыть историю любого драгоценного камня, который проходит через наши руки.